ANEJO DE TRAZADO
8 GLORIETAS Y ENLACES
MEMORIA JUSTIFICATIVA 23
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INTRODUCCIÓN
El Objetivo del presente anejo es justificar el diseño del trazado geométrico de la variante de la LU-530 a su paso por A Fonsagrada. Se recogen las características relativas a la planta, el alzado, la coordinación planta–alzado y la sección transversal del eje principal así como de enlaces, ramales y glorietas.
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SOLUCIÓN ADOPTADA
6.1 NORMATIVA EMPLEADA
La normativa de traza que se ha seguido para elaborar el presente anteproyecto es la Instrucción de Carreteras 3.1-IC de Trazado. Además de esta, se han seguido otras recomendaciones sobre el trazado:
Recomendaciones sobre glorietas (MOPU).
Recomendaciones para el proyecto de enlaces (MOPU).
Orden de Accesos en Carreteras Convencionales de la Comunidad Autónoma de Galicia.
Ley 25/1988 de Carreteras.
Ley 6/2015 de Carreteras de Galicia.
6.2 CLASE DE CARRETERA A PROYECTAR
La vía a proyectar tiene características de carretera convencional, según lo que dice la Ley 6/2015 de carreteras de Galicia. Se entiende por carretera convencional aquella de una sola calzada, sin limitación de accesos a las propiedades colindantes y con posibilidad de cruces a mismo nivel
6.3 PARÁMETROS
La velocidad de proyecto (vp) es la velocidad que permite definir las características geométricas mínimas de los elementos de trazado, en condiciones de seguridad y comodidad.
La velocidad del proyecto se establece en 100 km/h teniendo en cuenta los condicionantes orográficos y la funcionalidad de la carretera.
Será denominada por lo tanto C-100 debido a que es una carretera convencional y su velocidad de proyecto es de 100 km/h.
Con la velocidad de proyecto definida en 100 km/h, los parámetros que regirán el trazado son los siguientes:
Radio mínimo: 450 m.
Inclinación de la rasante: Máxima: 4% Excepcional: 5% Mínima: 0,5%
Acuerdos verticales: Kv mínimo convexo: 7
Kv deseable convexo: 15276 Kv mínimo cóncavo: 4348 Kv deseable cóncavo: 6685 Lmin: 100m
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TRAZADO EN PLANTA DEL TRONCO
7.1 ALINEACIONES RECTAS
Con el fin de obtener suficientes oportunidades de adelantamiento, las alineaciones rectas están indicadas en carreteras de calzada única con dos carriles y en cualquier tipo de
MEMORIA JUSTIFICATIVA 24 carretera para adaptarse a condicionamientos externos obligados (infraestructuras
preexistentes, condiciones urbanísticas, terrenos llanos, etc.).
Es deseable limitar las longitudes máximas de las rectas para evitar problemas relacionados con el cansancio, deslumbramientos, excesos de velocidad, etc. Para que se produzca una acomodación y adaptación a la conducción es deseable establecer también unas longitudes mínimas.
Siguiendo la Norma 3.1-IC de “Trazado”, en los casos en los que se disponga de una alineación recta, las longitudes máxima deseable y mínima admisible, en función de la velocidad de proyecto (vp = 100 km/h), serán las siguientes:
Lmín.s = 1,39 ⋅ Vp = 139 m
Lmín.o = 2,78 ⋅ Vp = 278 m Lmáx = 16,70 ⋅ Vp = 1670 m
7.2 ALINEACIONES CURVAS
Según la Instrucción 3.1-IC, el radio mínimo a adoptar en las curvas circulares, para una carretera convencional con velocidad de proyecto de 100 km/h, será de 450 metros.
Por otro lado, también se establecen unos valores para el peralte de la carretera según el radio que son los siguientes:
Grupo 1) Autopistas, autovías, vías rápidas y carreteras C-100:
450 ≤ R ≤ 700 → p = 8
700 ≤ R ≤ 5000 → p = 8 --‐ 7,3 ⋅ (1 --‐ 700/R)1/3
5000 ≤ R < 7500 → p = 2 7500 ≤ R → Bombeo
En el apartado 4.3.3 “características”, de la Instrucción de Carreteras 3.1-IC, se nos indica que la velocidad, el radio y el coeficiente de rozamiento transversal movilizado se relacionan mediante la fórmula:
V*2 =127⋅R⋅(ft+p/100)
Siendo:
V* = velocidad (km/h).
R = radio de la circunferencia (m).
ft = coeficiente de rozamiento transversal movilizado. P = peralte (%).
Para toda curva circular en el tronco de la calzada, con el peralte que le corresponde según se indica en el apartado 4.3.2, se cumplirá que recorrida la curva circular a la velocidad igual a la específica, no se sobrepasarán los valores de ft de la siguiente tabla:
En general, el desarrollo mínimo de la curva se corresponderá con una variación de acimut entre sus extremos mayor o igual que veinte gonios (20 gon), pudiendo aceptarse valores entre veinte gonios (20 gon) y nueve gonios (9 gon) y sólo excepcionalmente valores inferiores a nueve gonios (9 gon).
7.3 CURVAS DE TRANSICIÓN
Las curvas de transición tienen por objeto evitar las discontinuidades en la curvatura de la traza, por lo que, en su diseño deberán ofrecer las mismas condiciones de seguridad, comodidad y estética que el resto de los elementos del trazado.
MEMORIA JUSTIFICATIVA 25 Se adoptará en todos los casos como curva de transición la clotoide, cuya ecuación intrínseca
es:
R⋅ L=A2
Siendo:
R = radio de curvatura en un punto cualquiera. L = longitud de la curva entre su punto de inflexión (R = ∞) y el punto de radio R.
A = parámetro de la clotoide, característico de la misma.
La longitud de la curva de transición deberá superar la necesaria para cumplir las limitaciones que se indican a continuación.
Limitación de la variación de la aceleración centrífuga en el plano horizontal:
La variación de la aceleración centrífuga no compensada por el peralte deberá limitarse a un valor J aceptable desde el punto de vista de la comodidad. Suponiendo a efectos de cálculo que la clotoide se recorre a velocidad contante igual a la velocidad específica de la curva circular asociada de radio menor, el parámetro A en metros, deberá cumplir la condición siguiente:
Siendo:
Ve = velocidad específica de la curva circular asociada de radio menor (km/h). J = variación de la aceleración centrífuga (m/s3).
R1 = radio de la curva circular asociada de radio mayor (m). R0 = radio de la curva circular asociada de radio menor (m).
p1 = peralte de la curva circular asociada de radio mayor (%). p0 = peralte de la curva circular asociada de radio menor (%). Lo que supone una longitud mínima dada por la siguiente expresión:
Se adoptarán para J los valores de Jmáx cuando suponga una economía tal que justifique suficientemente esta restricción en el trazado, en detrimento de la comodidad:
Limitación de la variación de la pendiente transversal:
La norma muestra que la variación de la pendiente transversal se limitará a un máximo del cuatro por ciento (4%) por segundo para la velocidad específica de la curva circular asociada de radio menor.
Condiciones de percepción visual:
Para que la curva de transición sea visible para el conductor se deben cumplir las siguientes condiciones:
MEMORIA JUSTIFICATIVA 26
La variación de acimut entre los extremos de la clotoide sea mayor o igual que 1/18 radianes.
El retranqueo de la curva circular sea ≥ 50 cm.
𝐿𝑚𝑖𝑛 = 𝑅0
9 𝑦 𝐿𝑚𝑖𝑛 = 2√3 ∗ 𝑅0
Siendo Ro el valor del radio de la curva circular en m.
Valores máximos:
Se recomienda no aumentar significativamente las longitudes y parámetros mínimos obtenidos con las fórmulas empleadas anteriormente salvo justificación de lo contrario.
En cualquier caso, el valor máximo no deberá exceder 1,5 veces el valor mínimo.
7.4 COORDINACIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL TRAZADO
Para todo tipo de carretera, cuando se unan curvas circulares consecutivas sin recta intermedia, o con recta de longitud menor o igual que cuatrocientos metros (400 m), la relación de radios de las curvas circulares no sobrepasará los valores obtenidos a partir de las expresiones que se muestran a continuación:
En autopistas, autovías, vías rápidas y carreteras C‐100, cuando se enlacen curvas circulares consecutivas con una recta intermedia de longitud superior a cuatrocientos metros (400 m), el radio de la curva circular de salida, en el sentido de la marcha, será igual o mayor que setecientos metros (700 m). En todo caso, las clotoides de entrada y salida serán simétricas.
La norma también establece que no podrán unirse clotoides entre si excepto que esto sea por sus puntos de inflexión en curvas con trazado en `S`.
7.5 TRANSICIÓN DEL PERALTE
La transición del peralte debe ofrecer características dinámicas aceptables para el vehículo, evacuar el agua de la carretera de forma rápida y tener una sensación estética agradable.
La variación del peralte requiere una longitud mínima, de forma que no se supere un determinado valor máximo de la inclinación que cualquier borde de la calzada tenga con relación a la del eje de giro del peralte.
Según la norma dicha inclinación se limitará a un valor máximo que quedará definido por la ecuación:
𝑖𝑝𝑚á𝑥 = 1,8 – 0,01 ⋅ Vp
Siendo:
𝑖𝑝𝑚á𝑥 = máxima inclinación de cualquier borde de la calzada respecto al eje de la misma
(%).
Vp = velocidad de proyecto (km/h).
La longitud del tramo de transición del peralte tendrá por tanto un valor mínimo definido por la ecuación:
𝐼𝑚𝑖𝑛 =𝑝𝑓 − 𝑝𝑖 𝑖𝑝𝑚𝑎𝑥 ∗ 𝐵
Siendo:
𝑙𝑚𝑖𝑛 = longitud mínima del tramo de transición del peralte (m). pf = peralte final con su signo (%).
pi = peralte inicial con su signo (%).
MEMORIA JUSTIFICATIVA 27 En general la transición del peralte se desarrollará a lo largo de la curva de transición en
planta (clotoide), en dos tramos, habiéndose desvanecido previamente el bombeo que exista en sentido contrario al del peralte definitivo. El desvanecimiento del bombeo se hará en la alineación recta e inmediatamente antes de la tangente de entrada, en una longitud máxima de cuarenta metros (40 m) en carreteras del grupo 1 y de la siguiente forma:
Calzada con pendiente única del mismo sentido que el peralte posterior. Se mantendrá el bombeo hasta el inicio de la clotoide.
Calzada con pendiente única de sentido contrario al peralte posterior. Se desvanecerá el bombeo de toda la plataforma.
La transición del peralte se desarrollará linealmente desde el punto de inflexión de la clotoide (peralte nulo) hasta el peralte correspondiente a la curva circular (punto de tangencia), siempre que se alcance el dos por ciento (2%) en una longitud máxima de cuarenta metros (40 m), para carreteras del grupo 1. Si no fuese posible se procederá de la siguiente forma:
Desde el punto de inflexión de la clotoide (peralte nulo) al dos por ciento (2%) en una longitud máxima de cuarenta metros.
Desde el punto de peralte dos por ciento (2%), hasta el peralte correspondiente a la curva circular (punto de tangencia), el peralte aumentará linealmente.
En el caso de la carretera convencional se ha planteado que la variación del peralte con la longitud sea constante para todo el tramo de transición del peralte siempre que esto sea posible.
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TRAZADO EN ALZADO DEL TRONCO
8.1 INTRODUCCIÓN
A efectos de definir el trazado en alzado se considerarán prioritarias las características funcionales de seguridad y comodidad, que se deriven de la visibilidad disponible, de la deseable ausencia de pérdidas de trazado y de una variación continua y gradual de parámetros. Paradefinir correctamente el alzado, se adoptará el siguiente criterio para carreteras de calzada única.
El eje que define el alzado, coincidirá con el eje físico de la calzada (marca vial de separación de sentidos de circulación).
8.2 INCLINACIÓN DE LA RASANTE
La normativa establece unos valores máximos de inclinación de la rasante a adoptar en función del tipo de vía y de la velocidad de proyecto.
En el caso de nuestra vía son las siguientes:
Los valores definidos como excepcionales, podrán incrementarse en un uno por ciento (1%) en casos suficientemente justificados, por razón del terreno (muy accidentado) o de baja intensidad de tráfico (IMD < 3000).
El valor mínimo de la inclinación de la rasante no será inferior a cinco décimas por ciento (0,5%). Excepcionalmente, la rasante podrá alcanzar un valor menor, no inferior a dos décimas por ciento (0,2%). La inclinación de la línea de máxima pendiente en cualquier punto de la plataforma no será menor que cinco décimas por ciento (0,5%).
MEMORIA JUSTIFICATIVA 28 Además, no se proyectarán rampas ni pendientes con la inclinación máxima y longitudes
mayores a tres mil metros (3000m). Salvo justificación en contrario, no se proyectarán rampas ni pendientes cuyo recorrido sea menos a 10 segundos (longitud medida entre vértices sucesivos).
El estudio de la necesidad de carriles adicionales está realizado en el anejo Estudio de Tráfico.
8.3 ACUERDOS VERTICALES
Los acuerdos verticales se resuelven con una parábola de ecuación:
𝑦 = 𝑥2 2 ∗ 𝑘𝑣
Siendo Kv el radio de la circunferencia osculatriz en el vértice de dicha parábola. Se denomina parámetro.
La normativa establece unos valores mínimos del parámetro kv que para la velocidad del proyecto (Vp=100km/h) son los siguientes:
En general se intenta utilizar el Kv deseable pero no en todos los acuerdos es posible debido a la orografía. De todos modos, siempre se respeta el valor mínimo de Kv.
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COORDINACIÓN DE LOS TRAZADOS EN PLANTA Y ALZADO
Los trazados en planta y alzado de una carretera deberán estar coordinados de forma que el usuario pueda circular por ella de manera cómoda y segura. Concretamente, se evitará que se produzcan pérdidas de trazado, definida ésta como el efecto que sucede cuando el conductor puede ver, en un determinado instante, dos tramos de carretera, pero no puede ver otro situado entre los dos anteriores.
Para conseguir una adecuada coordinación de los trazados, para todo tipo de carretera, se tendrán en cuenta las siguientes condiciones:
Los puntos de tangencia de todo acuerdo vertical, en coincidencia con una curva circular, estarán situados dentro de la clotoide en planta y lo más alejados del punto de radio infinito.
En tramos donde sea previsible la aparición de hielo, la línea de máxima pendiente será igual o menor que el diez por ciento (10%).
Alineación única en planta (recta o curva) que contenga un acuerdo vertical cóncavo o un acuerdo vertical convexo cortos.
Acuerdo convexo en coincidencia con un punto de inflexión en planta.
Alineación recta en planta con acuerdos convexo y cóncavo consecutivos.
Alineación recta seguida de curva en planta en correspondencia con acuerdos convexo y cóncavo.
Alineación curva, de desarrollo corto, que contenga un acuerdo vertical cóncavo corto.
Conjunto de alineaciones en planta en que se puedan percibir dos acuerdos verticales cóncavos o dos acuerdos verticales convexos simultáneamente.
10 SECCIÓN TIPO
La sección tipo de la calzada se corresponde a la de una carretera convencional. Esto es, una calzada única con un carril por sentido de circulación.
MEMORIA JUSTIFICATIVA 29 El resto de parámetros de la sección tipo son los que indica la norma 3.1‐IC:
Carriles: 3,5 m. de ancho
Arcenes: entre 1,5 y 2,5m. de ancho.
Bermas: 0,75m. de ancho mínimo y 1,5m. de máximo
Esta sección debe mantener un nivel de servicio D en la hora de proyecto del año horizonte. El cumplimiento de este requisito es estudiado en el anejo Estudio de Tráfico.
10.1 BOMBEO EN RECTA
El bombeo de la plataforma en recta se proyectará de modo que se evacuen con facilidad las aguas superficiales, y que su recorrido sobre la calzada sea mínimo. Para carreteras de calzada única:
La calzada y los arcenes se dispondrán con una misma inclinación transversal mínima del 2% hacia cada lado a partir del eje de la calzada. En zonas en que la pluviometría lo aconseje, por la frecuencia o intensidad de las precipitaciones, podrá justificarse aumentar la inclinación transversal mínima al 2,5%. Las bermas, se dispondrán con una inclinación transversal del 4% hacia el exterior de la plataforma.
10.2 PENDIENTES TRANSVERSALES EN CURVA
En curvas circulares y de transición la pendiente transversal de la calzada y arcenes coincidirá con el peralte. Las bermas tendrán una pendiente transversal del cuatro por ciento (4%) hacia el exterior de la plataforma. Cuando dicho peralte supere el cuatro por ciento (4%), la berma en el lado interior de la curva, tendrá una pendiente transversal igual al peralte, manteniéndose el cuatro por ciento (4%) hacia el exterior de la plataforma en el lado exterior de la curva.
10.3 SOBREANCHO EN CURVAS
Debido a que las características del trazado de la vía impiden el uso de radios menores a 450 m. no es necesario aplicar sobreanchos.
10.4 TALUDES, CUNETAS Y OTROS ELEMENTOS
Los taludes, cunetas, y elementos de dotación vial (señalización vertical y horizontal, balizamiento, defensa, iluminación), se dispondrán según lo establecido en la normativa vigente.
10.5 ALTURA LIBRE
La altura libre mínima bajo pasos superiores sobre cualquier punto de la plataforma no será inferior a 5,30 m en carreteras interurbanas.
11 VISIBILIDAD
11.1 INTRODUCCIÓN
En cualquier punto de la carretera el usuario tiene una visibilidad que depende, de la forma, dimensiones y disposición de los elementos del trazado. Para que las distintas maniobras puedan efectuarse de forma segura, se precisa una visibilidad mínima que depende de la velocidad de los vehículos y del tipo de maniobra. Estudiaremos la visibilidad de parada y de adelantamiento, que son las que influyen en el presente anteproyecto.
11.2 VISIBILIDAD Y DISTANCIA DE PARADA
Se define como distancia de parada (Dp) la distancia total recorrida por un vehículo obligado a detenerse tan rápidamente como le sea posible, medida desde su situación en el momento de aparecer el objeto que motiva la detención. Comprende la distancia recorrida durante los tiempos de percepción, reacción y frenado. Se calculará mediante la fórmula:
MEMORIA JUSTIFICATIVA 30 𝐷𝑝 =𝑉 ∗ 𝑡𝑝 3,6 + 𝑣2 254 ∗ (𝑓𝑖 + 𝑖) Siendo: Dp = distancia de parada (m). V = velocidad (km/h).
fl = coeficiente de rozamiento longitudinal rueda-pavimento (Para Vpfi=0,320). i = inclinación de la rasante (en tanto por uno).
tp = tiempo de percepción y reacción (s).
Se considerará como visibilidad de parada la distancia a lo largo de un carril que existe entre un obstáculo situado sobre la calzada y la posición de un vehículo que circula hacia dicho obstáculo, en ausencia de vehículos intermedios, en el momento en que puede divisarlo sin que luego desaparezca de su vista hasta llegar al mismo.
Para la aplicación de la normativa, las alturas del obstáculo y del punto de vista del conductor sobre la calzada se fijan en 20 cm y 1,1 m. respectivamente.
La distancia del punto de vista al obstáculo se medirá a lo largo de una línea paralela al eje de la calzada y trazada 1,5m del borde derecho de cada carril, por el interior del mismo y en el sentido de la marcha.
La visibilidad de parada se calculará siempre para condiciones óptimas de iluminación, excepto en el dimensionamiento de acuerdos verticales cóncavos, en cuyo caso se considerarán las condiciones de conducción. La visibilidad de parada será igual o superior a la distancia de parada mínima, siendo deseable que supere la distancia de parada calculada con la velocidad de proyecto incrementada en 20 km/h. En cualquiera de estos casos se dice que existe visibilidad de parada.
11.3 VISIBILIDAD Y DISTANCIA DE ADELANTAMIENTO
La distancia de adelantamiento (Da), es la distancia necesaria para que un vehículo pueda adelantar a otro que circula a menor velocidad, en presencia de un tercero que circula en sentido opuesto. Para la velocidad de proyecto de 100 km/h la distancia de adelantamiento necesaria es de 600m.
Se considerará como visibilidad de adelantamiento la distancia que existe a lo largo del carril por el que se realiza el mismo entre el vehículo que efectúa la maniobra de adelantamiento y la posición del vehículo que circula en sentido opuesto, en el momento en que puede divisarlo, sin que luego desaparezca de su vista hasta finalizar el adelantamiento. La distancia entre el vehículo que adelanta y el que circula en sentido opuesto, se medirá a lo largo del eje de la carretera. Se procurará obtener la máxima longitud posible en que la visibilidad de adelantamiento sea superior a la distancia de adelantamiento (Da) en carreteras de dos sentidos en una calzada. Donde se obtenga, se dice que existe visibilidad de adelantamiento y su proporción deseable será del cuarenta por ciento (40%) por cada sentido de circulación y lo más uniformemente repartido posible.
11.4 CONCLUSIÓN
El presente anteproyecto cumple con la distancia de parada requerida para la velocidad de proyecto (Vp=100 Km/h). Asimismo, se obtienen unos porcentajes de adelantamiento de aproximadamente el 27% en un sentido y del 28% en el contrario, ambos uniformemente repartidos a lo largo del trazado.
MEMORIA JUSTIFICATIVA 31
12 GLORIETAS Y ENLACES
12.1 INTRODUCCIÓN
En el presente anteproyecto se han planteado dos glorietas, ambas con la misma sección tipo, situadas en los extremos de la alternativa que se proyectarán según la orden circular de accesos en las carreteras convencionales de titularidad de la comunidad autónoma de Galicia.
12.2 CARACTERÍSTICAS DE LAS GLORIETAS
La zona de circulación está formada por dos carriles de 4m con arcenes de 1m de ancho. El